(57)【要約】      （修正有）【課題】磁性体の熱磁気特性を利用した新たな原理に基づく熱磁気アクチュエ−タ−を提供する。【解決手段】磁石２で磁場を作り、この磁場中に、所定の寸法の磁性体板１を適度な隙間をもって連ねた磁性体の軌道５を通し、磁石２を移動局とし磁性体の軌道５を固定局として、磁場の一部は低温に保って磁性体板１の磁化を強めておき、それ以外の磁場の磁性体板１を加熱手段６を用いて加熱して磁化を弱め、磁場中の磁性体の軌道５の磁化の均衡を崩して、低温に保たれ磁化されている磁性体の軌道５に磁石２の移動局が引き込まれる力を生じさせ、加熱箇所を移動して移動局を移動することを特徴とする熱磁気アクチュエ−タ−。【選択図】図５
2013198391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石（２）で磁場を作り、この磁場中に、所定の寸法の磁性体板（１）を適度な隙間をもって連ねた磁性体の軌道（５）を通し、磁石（２）を移動局とし磁性体の軌道（５）を固定局として、磁場の一部は低温に保って磁性体板（１）の磁化を強めておき、それ以外の磁場の磁性体板（１）を加熱手段（６）を用いて加熱して磁化を弱め、磁場中の磁性体の軌道（５）の磁化の均衡を崩して、低温に保たれ磁化されている磁性体の軌道（５）に磁石（２）の移動局が引き込まれる力を生じさせ、加熱箇所を移動して移動局を移動することを特徴とする熱磁気アクチュエ−タ−。
【請求項２】
前記磁性体の軌道（５）は、所定の幅のある磁性体板を所定の長さで折り曲げて成ることを特徴とする請求項１記載の熱磁気アクチュエ−タ−。
【請求項３】
前記磁性体の軌道（５）は、所定の幅と厚みがあり且つ所定の間隔で適度な深さと幅の溝があることを特徴とする請求項１記載の熱磁気アクチュエ−タ−。
【請求項４】
前記磁性体の軌道（５）は、所定の間隔で適度な大きさの穴があけてあることを特徴とする請求項１記載の熱磁気アクチュエ−タ−。
【請求項５】
前記磁性体の軌道（５）は、無数の磁性体片を適度な隙間をもって配置して成ることを特徴とする請求項１記載の熱磁気アクチュエ−タ−。
【請求項６】
前記磁性体の軌道（５）は、編目あるいはこれに類似した形状であることを特徴とする請求項１記載の熱磁気アクチュエ−タ−。
【請求項７】
前記加熱手段（６）は、ガス燃焼熱であることを特徴とする請求項１記載の熱磁気アクチュエ−タ−。
【請求項８】
前記加熱手段（６）は、高温の液体または気体であることを特徴とする請求項１記載の熱磁気アクチュエ−タ−。
【請求項９】
前記加熱手段（６）は、電熱ヒ−タ−であることを特徴とする請求項１記載の熱磁気アクチュエ−タ−。
【請求項１０】
前記加熱手段（６）は、太陽光の集光熱であることを特徴とする請求項１記載の熱磁気アクチュエ−タ−。
【請求項１１】
前記加熱手段（６）は、レ−ザ−光線であることを特徴とする請求項１記載の熱磁気アクチュエ−タ−。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、熱磁気アクチュエ−タ−に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  磁性体のキュリ−温度近傍における磁化率の変位を利用して熱エネルギ−を力学的エネルギ−に変換する方法がいくつか考案されているが、アクチュエ−タ−に関しては明確化されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１０６１８３（磁性流体熱機関）
【特許文献２】特開平６−１４１５７１（磁性体熱機関）
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】見城尚志著、（モ−タ−のＡＢＣ）、講談社出版、Ｐ１９６〜Ｐ１９９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明は、従来の課題を解決し、磁性体の熱磁気特性を利用した新たな原理に基づく熱磁気アクチュエ−タ−を提供する目的からなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記の課題を解決する本発明は、以下の通りである。
磁石（２）で磁場を作り、この磁場中に、所定の寸法の磁性体板（１）を適度な隙間をもって連ねた磁性体の軌道（５）を通し、磁石（２）を移動局とし磁性体の軌道（５）を固定局として、磁場の一部は低温に保って磁性体板（１）の磁化を強めておき、それ以外の磁場の磁性体板（１）を加熱手段（６）を用いて加熱して磁化を弱め、磁場中の磁性体の軌道（５）の磁化の均衡を崩して、低温に保たれ磁化されている磁性体の軌道（５）に磁石（２）の移動局が引き込まれる力を生じさせ、加熱箇所を移動して移動局を移動することを特徴とする熱磁気アクチュエ−タ−を提供できたものである。
【発明の効果】
【０００７】  本発明の熱磁気アクチュエ−タ−は、磁石と磁性体の軌道で構成され、磁石を移動局とし磁性体の軌道を固定局とした極めて簡便なものである。【０００８】  本発明の熱磁気アクチュエ−タ−は、磁場中の磁性体の軌道の一部は磁化を強めておき、それ以外はを加熱して磁化を弱め、磁場中の磁性体の軌道の磁化の均衡を崩すことによって作動する原理に基づく新たなアクチュエ−タ−であり、今後幅広い分野で利用できるものである。【０００９】  磁性体のキュリ−温度は低温から高温まで広い温度帯で選択できるので、加熱源も可燃ガスの燃焼熱から太陽熱まで様々なものが使用できる。【００１０】  本発明の熱磁気アクチュエ−タ−は宇宙空間においても利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の原理図１である。
【図２】本発明の原理図２である。
【図３】本発明の原理図３である。
【図４】本発明の原理図４である。
【図５】本発明の実施例の構成図である。
【図６】本発明の実施例の側面図である。
【図７】本発明の実施例の断面図である。
【図８】本発明の他の実施例の断面図である。
【図９】本発明の他の実施例の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】  以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】  図１に示す様に、１枚の磁性体板（１）が磁石（２）の端面近傍に置かれている場合、磁性体板（１）は図２に示す様に磁石（２）の端面から中心に引き寄せられ、磁石（２）の中心位置で磁力線に沿って真っ直ぐに停止する。
【００１４】  この事は磁性体板（１）は磁力線の張力によって磁石（２）中央に引き込まれたことであり、磁力線というものはゴム紐のように真っ直ぐになろうとして張力を発生するものとしたマックスウェルの磁力線の概念と合致する。
【００１５】  図３に示す様に、磁性体板（１）を適度な隙間をもって連ねた磁性体の軌道（５）を磁石（２）の端面に置くと、磁石（２）は磁性体の軌道（５）に引き込まれ、図４の位置で停止する。
【００１６】  図４において磁石（２）を右側に移動することは、容易であるが左側に移動しようとすると磁気の吸着力が生じ引き戻される。
【００１７】  本発明は磁石（２）によって作られる磁場と磁性体の軌道（５）の端面で生じる磁気力に着眼してなされたもので、図５に示す様に、所定の加熱幅を有する加熱手段（６）を用いて磁場の特定域の磁性体板（１）を加熱して磁化を弱め消磁すると、この消磁された部分が磁性体の軌道（５）の端面となり、低温に保たれ磁化されている磁性体の軌道（５）側に磁石（２）が引き込まれる力が生じ、磁石（２）は加熱手段（６）側から遠ざかり右側に移動する。
【００１８】  加熱手段（６）の加熱を続け右側に移動すると、磁性体の軌道（５）の端面は右側に移動し、同時に磁石（２）も右側に移動し、加熱を停止すると所定の位置で停止する。
【００１９】  加熱手段（６）を２個用いて磁場の両端面の磁性体板（１）を加熱して消磁すると、磁石（２）は磁石（２）内部の磁性体板（１）と吸着して停止し、左右何れにも動かなくなる。
【００２０】  磁性体の軌道（５）を冷却後に加熱手段（６）を磁石（２）の右側位置に移して加熱を続け、左側に移動すると、磁石（２）は左側に移動を続ける。
【００２１】  本発明の熱磁気アクチュエ−タ−は、磁性体の軌道（５）の加熱・冷却の熱サイクルによるものであるから、電動や空動アクチュエ−タ−と比べると移動局の移動速度は遙に遅いものである。
【００２２】  本発明の最大の特長は、磁性体の軌道（５）が所定の幅と厚みのある連続した固体磁性体でなく、所定の寸法の磁性体板（１）を適度な隙間をもって連ねた磁性体の軌道（５）としたことによって、加熱手段（６）によって加熱された部分のみの磁性体板（１）を素早く消磁でき、低温に保たれ磁化されている磁性体板（１）の磁化を弱めることなく、加熱領域と非加熱領域で定量的な温度差を与えることができる結果、磁気吸着力による強い駆動力を得ることができることである。
【００２３】  所定の幅と厚みのある連続した固体磁性体では、熱が横軸にも拡散するため部分加熱が不可能であり、加熱領域と非加熱領域で定量的な温度差を与えることができない、また表面は加熱できても内部まで短時間で加熱することは困難である。
【００２４】  図６は、本発明の熱磁気アクチュエ−タ−の実施例の側面図で、所定の寸法の磁性体板（１）を適度な隙間をもって連ねて所定の長さにした磁性体の軌道（５）を磁場中に通し、磁石（２）を移動局とし、磁性体の軌道（５）を固定局として台（１１）に固定したものであるが、実施においては磁性体の軌道（５）は所定の幅のある磁性体板を所定の長さで折り曲げたり、所定の幅と厚さのある固体磁性体に所定の間隔で適度な深さと幅のある溝をいれたり、穴をあけても良く、また無数の針状、棒状、粒状等の磁性体片を適度な隙間をもって並べる、あるいは編目あるいはこれに類似した形状のものも使用できる。
【００２５】  磁性体の軌道（５）は加熱手段（６）によって素早く加熱でき、非加熱領域に熱の拡散を低減できる形体であれば何れでも良く、基本的には所定の幅と厚みのある連続した固体磁性体以外はいずれも使用できる。
【００２６】  本実施例は、磁性体の軌道（５）の上側にレ−ル（８）を取り付け、磁石（２）の移動局にロ−ラ−（９）を設けて移動局の移動を可能とした実施例であり、図７はその断面図であるが、実施においてはレ−ル（８）は磁性体の軌道（５）と切り離し、台（１１）に取り付けることもできる。
【００２７】  図８は本発明の他の実施例で、ロ−ラ−（９）の代わりに、スライドベアリング（１０））を用いた例であるが、実施においては摩擦の少ない樹脂や金属を用いる等様々な移動機構ができる。
【００２８】  磁性体として現時点では、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等の強磁性体およびこれらの化合物、金属感温磁性材料、感温フェライト等様々な磁性体を使用できるが、将来的にはレアア−ス等を使用した磁気特性の優れた材料が開発される可能性を秘めている。
【００２９】  感温フェライト等の熱伝導率が低い磁性体を使用する場合は、板状、粒状、粉体の磁性体をアルミニウム等の熱良導体と溶着または圧着することで加熱、冷却効果を改善し移動局の移動速度を早めることもできる。
【００３０】  キュリ−温度が比較的高温域にある磁性体板（１）を使用する場合、冷却は自然空冷で対応できるがキュリ−温度が常温近傍あるいは常温以下の低温域にある磁性体板（１）を使用する場合には、冷却手段（１２）が必要となる。
【００３１】  図９は、本発明の他の実施例で加熱手段（６）と冷却手段（１２）を用いた構成図である。
【００３２】  本発明の他の実施例としては、加熱手段（６）として電熱ヒ−タ−を用い、電熱ヒ−タ−を内蔵した磁性体板（１）を適度な隙間をもって連ねて磁性体の軌道（５）とすることもできる。
【００３３】  実施においては電熱ヒ−タ−を内蔵した磁性体板（１）の合間を断熱板で仕切り、相互間の熱伝導を低減することもできる。
【００３４】  加熱手段（６）としては可燃性ガスや可燃物の燃焼熱、高温の液体や気体、太陽光の集光熱やレ−ザ−光線、マイクロ波、電磁誘導、電熱ヒ−タ−等様々な加熱ができる。
【００３５】  宇宙スティ−ションや月面においては、太陽光の集光熱で高温の加熱ができる。
【００３６】  加熱手段（６）の加熱によって、磁石（２）の温度が上昇すると磁界が弱くなりトルクが小さくなるので、磁石（２）の温度上昇を抑える熱対策は重要である。
【００３７】  本実施例の様に磁石（２）の周辺に遮熱板（１３）を設けたり、実施においては磁石（２）に放熱器を取り付けたり、磁石（２）を水冷して温度上昇を抑える事もできるし、永久磁石以外に電磁石や超伝導磁石を用いることもできる。
【００３８】  実施例は、磁性体の軌道（５）１個と磁石（２）１個の組み合わせの構成であるが、実施においては磁石（２）を複数にしたり、磁性体の軌道（５）と磁石（２）の組み合わせを複数連結して駆動トルクの大きい熱磁気アクチュエ−タ−を構成することもできる。
【００３９】  本発明の熱磁気アクチュエ−タ−の宇宙空間での応用例としては、例えば、月面や宇宙スティ−ションの船内または船外に磁性体の軌道（５）を設けたり、磁性体の軌道（５）をロ−プ状にすると太陽光の集光熱を加熱源とする移動体システムを構築できる。
【００４０】  宇宙空間では磁性体板（１）は各々真空断熱された雰囲気で、加熱と非加熱領域で激的な温度差を与える事ができ、更に無重力あるいは無重力に近い状態にあるので、極めて少ないエネルギ−で移動体システムを構築することができ、本発明はこれらにも適応できるものである。
【００４１】  レ−ザ−光線やマイクロ波あるいは電磁誘導によって、非接触で磁性体板（１）を加熱することもできる熱磁気アクチュエ−タ−は、一般産業はもとより、医療、宇宙開発等幅広い分野での応用が期待できるものである。
【符号の説明】
【００４２】    １  磁性体板
２  磁石
３  移動方向
４  磁性体板支持体
５  磁性体の軌道
６  加熱手段
７  鉄心
８  レ−ル
９  ロ−ラ−
１０  スライドベアリング
１１  台
１２  冷却手段
１３  遮熱板
【図１】
2013198391.tif 000003
【図２】
2013198391.tif 000004
【図３】
2013198391.tif 000005
【図４】
2013198391.tif 000006
【図５】
2013198391.tif 000007
【図６】
2013198391.tif 000008
【図７】
2013198391.tif 000009
【図８】
2013198391.tif 000010
【図９】
2013198391.tif 000011